LA BIOLUMINECSENCE ANIMALE

FERON Colette Année universitaire 2009/2010MANIER Cynthia

Licence 3 biologie/géologie

SOMMAIRE

Introduction

I/ Qu’est ce que la bioluminescence ?

II/ Différentes structures des organes lumineux .

III/ Contrôles de l’émission lumineuse.

IV/ Rôles de la bioluminescence.

Conclusion

Introduction à la bioluminescence

• Comment ?– Quelles spécialités– Quels contrôles

• Pourquoi ?– Quels rôles

I- Qu’est ce que la bioluminescence?

• Définition du phénomène

– Caractéristiques– Localisation– Risques de confusion

• Principe de fonctionnement

I- Qu’est ce que la bioluminescence?

1)Substances lumineuses et organes glandulaires :

a) sécrétion extra glandulaire :

- Émission de substance lumineuse en milieu extérieur

- Présence d’organes glandulaires à localisation spécifique:

- unicellulaires

- pluricellulaires

- Libération de spores

II- Différentes structures des organes lumineux

Exemple d’animal à sécrétion extra glandulaire :

Zones triangulaires

Bande semi circulaire

Longs cordons parallèles

Schéma représentant les cellules glandulaires de Pholas dactylus

Exemple d’animal à sécrétion extra glandulaire:

•Réservoir de substance lumineuse situé près de la poche d’encre.

•Intervention de muscles.

Photographie de Heuteroteuthis dispar femelle

II- Différentes structures des organes lumineux :

1) Substance lumineuse et organes glandulaires:

b) sécrétion intra glandulaire

Substance lumineuse sécrétée dans 2 types d’organes:

- photocytes = organes contenant la substance lumineuse

- photophores = assemblages d’accessoires + photocytes

Schéma d’un photophore

Exemples d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photocytes

Luminescence des bras et parfois des piquants :

jamais de sécrétions dans le milieu externe

Photographie de Ophiopsila aranea

Photographie de Amphiura

Photographie de Ophiotrix angula

Exemple d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photocytes

Photographie de l’intérieur d’un pyrosome

Photographie d’un pyrosome

Exemple d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photophores

Rougeoiement à différents endroits de son épiderme :

causé par 6 à 8 photocytes intercalés de lentilles et recouverts d’une couche de chromatophores.

Photographie de Etmopterus spinax

Exemple d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photophores

Photophore articulé par des muscles

Photographie de Gigantactis vanhoeffeni

II- Différentes structures des organes lumineux :

2) Présence de bactéries bioluminescentes :

a) la symbiose bactérienne:

Principe de l’expression du

Quorum Sensing

b) Exemple d’un organisme hôte et de son symbiote : vibrio fischeri et eupryma scalope

Vibrio fischeri contenue dans les glandes paires

de la cavité du manteau :

-Plus de substance lumineuse des photophores

- production de protéines nutritives

Bilan des différentes sécrétions lumineuses

• Extra glandulaire

• Intra glandulaire

– Photocytes– Photophores

• Symbiose bactérienne

III- Contrôles de la bioluminescence :

- Contrôle indirect => phénomène neuromusculaire

- Contrôle direct => innervation des photocytes

- Rotation de l’organe bioluminescent (oppositions d’écrans)

- Influence de facteurs extérieurs (lumière, concentration en ions de l’eau, température…)

Contrôle

Indirect

Contrôle

direct

Rotation de l’organe

Facteurs extérieurs

Extra

glandulaire + +photocyte

+ +photophore

+ + +symbiose

+ + +

IV- Rôles de la bioluminescence

1) L’éclairage :

- éclairage du champs visuel de l’animal :

ex : Photoblépharon

- éclairage de l’animal lui-même :

ex : Stomias

photoblépharon

Stomias

IV- Rôles de la bioluminescence

2) Signes de reconnaissance spécifique :

- Reconnaissance entre espèce

(jeunes et adultes)

- Parades nuptiales

Différents exemples de parades nuptiales :

- Seulement chez la femelle

- 2 larges bandes transversales et 2

petites tâches

- Révélation de l’abdomen

Photographie de Lampyris noctiluca

Parades plus complexes :

spots lumineux

Différents exemples de parades nuptiales :

Photographie de Anomalops

IV- Rôles de la bioluminescence

3) La protection :

- Surprise :

ex : crevette, acholoe, attola

- Camouflage :

ex : photoblépharon,Argyropelecus

Exemple d’animaux dont le rôle de la bioluminescence est l’effet de surprise :

Augmentation de la taille

Photographie de la bioluminescence de la méduse Atolla

Sacrifice d’un fragment lumineux

Exemple d’animaux dont le rôle de la bioluminescence est l’effet de surprise :

Photographie de Acholoe

Contre éclairage

Exemple d’animaux dont le rôle de la bioluminescence est le camouflage :

Photographie de Argyropelecus

IV- Rôles de la bioluminescence

4) La prédation :

Mimétisme d’une parade nuptiale

Photographie de la femelle Photuris dévorant le mâle Photinus

Bilan des rôles de la bioluminescence

• Éclairage

• Reconnaissance spécifique

• Protection

– Surprise – Camouflage

• Prédation

Conclusion :

• Majoritairement en milieu marin

• Évolution des Rôles et des contrôles parallèlement à celle des organes lumineux

• De plus en plus utilisée en cancérologie